Strwythur sylfaenol ffibr optegol
Mae ffibr optegol yn cynnwys tair haen:
Craidd: Yr haen ganolog wedi'i gwneud o silica purdeb uchel (wedi'i dopio ag elfennau fel germanium). Mae ganddo ddiamedr bach iawn ({8-10 μm ar gyfer ffibr un modd, 50-62. 5μm ar gyfer ffibr aml-fodd) a mynegai plygiannol uwch.
Cladin: Yn amgylchynu'r craidd, wedi'i wneud o ddeunydd gyda mynegai plygiannol is na'r craidd. Mae hyn yn sicrhau bod ysgafn yn lluosogi trwy fyfyrio mewnol yn llwyr.
Gorchudd amddiffynnol: haen polymer allanol i atal difrod corfforol ac ymyrraeth amgylcheddol.
Egwyddor Craidd: Cyfanswm Adlewyrchiad Mewnol
Cyferbyniad mynegai plygiannol: Mae mynegai plygiannol uwch y craidd o'i gymharu â'r cladin yn achosi i olau gael ei adlewyrchu mewnol llwyr ar y ffin cradio craidd pan fydd yn digwydd ar onglau sy'n fwy na'r ongl gritigol.
Lluosogi golau: Mae signalau golau yn teithio trwy'r craidd trwy gyfanswm adlewyrchiad mewnol parhaus, yn dilyn llwybr igam-ogam (ffibr aml-fodd) neu lwybr bron yn syth (ffibr un modd).
Camau Trosglwyddo Gwybodaeth
Trosi signalau trydanol yn signalau optegol:
Yn y trosglwyddydd, mae deuod laser ** (LD) ** neu ddeuod allyrru golau (LED) yn trosi signalau trydanol yn gorbys optegol (golau "ymlaen/i ffwrdd" neu sifftiau tonfedd yn cynrychioli deuaidd "1s" a "{0 s").
Trosglwyddo signal optegol:
Mae corbys ysgafn yn lluosogi trwy'r ffibr. Mae'r gwahaniaeth mynegai plygiannol rhwng y craidd a'r cladin yn cyfyngu'r signal i'r craidd, hyd yn oed pan fydd y ffibr wedi'i blygu.
Ailadrodd/Ymhelaethiad Arwyddion:
Ar gyfer trosglwyddo pellter hir, ** chwyddseinyddion ffibr wedi'u dopio erbium (EDFAs) ** Ymhelaethu ar signalau optegol yn uniongyrchol heb eu trosi i signalau trydanol, gan leihau hwyrni.
Trosi signal optegol-i-drydanol:
Yn y derbynnydd, mae ** ffotodetector ** (ee, deuod pin, Avalanche Photodiode) yn trosi golau yn ôl yn signalau trydanol, sydd wedyn yn cael eu datgodio yn ddata gwreiddiol.
.
Mathau a Pherfformiad Ffibr
Ffibr un modd (SMF):
- Craidd Ultra-denau (8-10 μm), gan ganiatáu dim ond un modd lluosogi golau.
- Advantages: Long-distance transmission (>100 km), lled band uchel. A ddefnyddir mewn rhwydweithiau asgwrn cefn (ee ceblau tanfor).
Ffibr aml-fodd (MMF):
- Craidd mwy trwchus (50-62. 5μm), gan gefnogi dulliau golau lluosog.
- Anfanteision: Mae gwasgariad moddol yn cyfyngu ar bellter trosglwyddo (<2 km). Ideal for local networks (e.g., LANs).
Manteision opteg ffibr
Lled band eithafol: cyflymderau damcaniaethol hyd at gannoedd o TBP (gan ddefnyddio amlblecsio rhaniad tonfedd).
Gwanhau isel: Mae ffibrau modern yn arddangos colledion mor isel â 0. 2 db/km, gan alluogi trosglwyddo dros filoedd o gilometrau heb ailadroddwyr.
Imiwnedd i EMI: Heb ei effeithio gan ymyrraeth electromagnetig, sy'n addas ar gyfer amgylcheddau garw (ee, gridiau pŵer, ysbytai).
Compact and Secure: ysgafn, maint bach, a dim gollyngiadau ymbelydredd electromagnetig.
Heriau Technegol
Gwasgariad: Ehangu signal oherwydd cyflymderau gwahanol tonfeddi/moddau golau (wedi'u datrys trwy ffibrau sy'n peryglu gwasgariad neu DSP).
Effeithiau aflinol: Mae signalau pŵer uchel yn cymell gwasgaru/cymysgu pedair ton, sy'n gofyn am reolaeth pŵer manwl gywir.
Colli plygu: mae plygu gormodol yn achosi gollyngiad golau; Rhaid cynnal radiws plygu lleiaf wrth ei osod.
Ngheisiadau
Rhwydweithiau Telecom: asgwrn cefn rhyngrwyd, cysylltiadau gorsaf sylfaen 5G, rhyng -gysylltiadau canolfannau data.
Gofal Iechyd: Delweddu endosgopig, llawfeddygaeth laser.
Diwydiannol: Synwyryddion ffibr optig (tymheredd, pwysau), laserau ffibr.
Nghryno
Mae opteg ffibr yn trosglwyddo gwybodaeth trwy gyfyngu signalau golau o fewn craidd trwy fyfyrio mewnol yn llwyr. Yn trosoli amledd uchel golau, maent yn galluogi cyfathrebu ultra-cyflym, ystod hir a cholled isel. Mae technolegau allweddol yn cynnwys modiwleiddio ysgafn, cyfanswm rheolaeth myfyrio, ymhelaethu optegol, a rheoli gwasgariad, gan wneud opteg ffibr yn asgwrn cefn systemau cyfathrebu byd -eang modern.